KR101021072B1 - Optical Joy Stick and Portable Electronic Device Having the Same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 외부 잡광 및/또는 난반사 등에 의한 잡광이 광 센서로 유입되는 것을 방지하여 정밀도가 향상된 광 조이스틱 및 이를 갖는 휴대 전자기기를 개시한다. 본 발명에 따른 광 조이스틱 및 이를 갖는 휴대 전자기기는: 적외선을 출사하는 적외선 광원; 상기 적외선 광원에 의해 조명되며, 피사체의 접촉을 위한 피사체 접촉면이 형성된 커버부; 상기 피사체에 반사되어 전달되는 적외선을 검출하기 위한 수광부; 그리고 상기 피사체에서 반사되어 상기 수광부로 향하는 적외선의 광 경로에 구비되는 광학 부재를 포함한다. 여기서, 본 발명에 따른 광 조이스틱과 휴대 전자기기의 각각의 상기 커버부는, 상기 적외선 광원에 의해 조명되는 커버 베이스와, 상기 커버 베이스의 일측에 구비되어 소정 대역의 외부 잡광을 차단하고 실질적으로 적외선 파장대역의 광을 투과시키는 적외선 패스층을 포함한다.The present invention discloses an optical joystick and a portable electronic device having the same by improving the accuracy by preventing the light from entering into the optical sensor due to external light and / or diffuse reflection. An optical joystick and a portable electronic device having the same according to the present invention include: an infrared light source for emitting infrared light; A cover unit illuminated by the infrared light source and having a subject contact surface for contact with the subject; A light receiving unit for detecting infrared rays reflected and transmitted to the subject; And an optical member provided in an infrared light path reflected from the subject toward the light receiving unit. Here, the cover portion of each of the optical joystick and the portable electronic device according to the present invention, the cover base is illuminated by the infrared light source, and provided on one side of the cover base to block external light of a predetermined band and substantially the infrared wavelength And an infrared pass layer that transmits light in the band.
광 조이스틱, 적외선 광원, 피사체, 커버부, 적외선 패스층 Light joystick, infrared light source, subject, cover, infrared pass layer
Description
본 발명은 광 조이스틱 및 이를 갖는 전자기기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 휴대 단말기와 같은 전자기기의 사용자 인터페이스로 적용가능한 광 조이스틱 및 이를 갖는 휴대 전자기기에 관한 것이다.The present invention relates to an optical joystick and an electronic device having the same, and more particularly, to an optical joystick applicable to a user interface of an electronic device such as a portable terminal and a portable electronic device having the same.
일반적으로 휴대폰(Mobile Terminal)이나 PDA(Personal Digital Assistants) 등의 전자기기는 키패드(Key pad)에 의한 사용자 인터페이스를 채용하고 있다.In general, an electronic device such as a mobile terminal or a personal digital assistant (PDA) adopts a user interface using a keypad.
보다 상세하게 설명하면, 일반적인 휴대 전자기기는 숫자, 문자 또는 기호의 입력을 위한 복수개의 버튼들이 형성된 키패드를 포함하며, 사용자는 상기 키패드의 버튼을 눌러 숫자나 단어 등과 같은 원하는 데이터를 상기 휴대 전자기기에 입력하거나 메뉴를 선택할 수 있다.In more detail, a typical portable electronic device includes a keypad having a plurality of buttons for inputting numbers, letters, or symbols, and a user presses a button on the keypad to input desired data such as numbers or words. You can type in or select the menu.
그리고 상기와 같은 휴대 전자기기에는 디스플레이부가 구비되어, 사용자가 상기 키패드를 통해 입력한 데이터 및/또는 그에 관련된 정보를 표시하게 된다.In addition, the portable electronic device includes a display unit to display data input by the user through the keypad and / or related information.
근래에는 전자기기를 이용한 통신 서비스나 인터넷 서비스의 지원을 위하 여, WIBRO(Wireless Broadband)와 같은 무선 인터넷 서비스 및 무선 이동통신 서비스가 상용화 되었으며, 휴대폰이나 PDA 등과 같은 휴대 전자기기에는 GUI(Graphical User Interface)의 지원을 위하여 윈도우즈 CE 등과 같은 윈도우즈 운영체제가 채용되고 있다.In recent years, in order to support communication services or Internet services using electronic devices, wireless Internet services such as WIBRO (Wireless Broadband) and wireless mobile communication services have been commercialized. ), Windows operating system such as Windows CE is adopted.
그리고 통신 기술의 발달과 더불어 상기 휴대 전자기기는 사용자에게 다양한 부가 서비스를 제공하고 있으며, 상기 GUI 기반의 윈도우 운영체제는 상기 휴대 전자기기에 의한 부가 서비스의 제공을 편리하게 한다.In addition, with the development of communication technology, the portable electronic device provides various additional services to the user, and the GUI-based Windows operating system facilitates the provision of the additional service by the portable electronic device.
일반적인 전자기기의 보다 편리한 사용을 위한 사용자 인터페이스로는 마우스(Mouse)나 터치패드(Touch Pad)나 조이스틱(Joystick) 등과 같은 포인팅 장치(Pointing device)가 있으며, 근래에는 피사체인 손가락의 움직임에 따라 변화되는 광 신호를 감지함으로써 커서(cursor)와 같은 포인터를 움직이거나 사용자가 원하는 정보 및/또는 명령을 입력받는 광 조이스틱이 개발되어 전자기기에 적용되고 있다.A user interface for more convenient use of a general electronic device is a pointing device such as a mouse, a touch pad, a joystick, etc., and it changes according to the movement of a finger, which is a subject in recent years. Background Art An optical joystick for moving a pointer such as a cursor or receiving information and / or a command desired by a user by sensing an optical signal is developed and applied to an electronic device.
도 1 및 도 2를 참조하면, 일반적인 광 조이스틱(10)은, 광원(11)과 커버부재(12), 광 신호를 감지하는 이미지 센서(13) 및 상기 이미지 센서(13)로 광을 안내하는 광 가이드(14)를 포함하여 구성된다.1 and 2, the general
상기 광 조이스틱(10)은 전자기기(1)와 별도로 구비되어 유선 또는 무선으로 연결될 수도 있으나, 전자기기(1)의 본체(2)에 직접 탑재될 수도 있으며, 상기 전자기기(1)에 상기 광 조이스틱이 일체로 구비되는 경우에는 전자기기의 슬림화를 위하여 두께가 최소화된 구조를 갖는 것이 바람직하다.The
상기 커버부재(12)는 일반적으로 평평한 플레이트 형상으로서, 그 외측면에는 전자기기의 조작을 위하여 손가락 등의 피사체(20)가 접촉되는 피사체 접촉면(12a)이 형성되며, 상기 이미지 센서(13)는 입력신호의 처리를 위한 PCB(미도시)상에 구비된다.The
이에 따라, 상기 피사체 접촉면(12a)에 피사체(20)인 손가락을 접촉시켜 움직이면, 상기 손가락의 움직임에 따라 상기 이미지 센서(13)에 입력되는 광 신호가 변화되어 상기 손가락의 움직임에 따라 상기 전자기기가 조작될 수 있다.As a result, when the finger, which is the
보다 상세하게 설명하면, 상기 피사체 접촉면(12a)에 피사체(20)가 접촉되지 않은 상태에서는 상기 광원에서 출사된 광이 상기 커버부재(12)를 투과하여 상기 커버부재(12)의 외부로 조사된다.In more detail, in the state where the
반면, 상기 피사체 접촉면(12a)에 손가락 등의 피사체가 접촉되면, 상기 광원(11)에서 출사된 광이 상기 피사체(20)에 부딪혀 반사된 후 상기 광 가이드(14)를 거쳐 상기 이미지 센서(13)에서 촬상된다.On the other hand, when a subject such as a finger comes into contact with the
여기서 상기 피사체 접촉면(12a)에 접촉된 피사체가 움직이게 되면, 상기 피사체(20)에 반사되어 상기 이미지 센서(13)에 감지되는 광 신호도 변화된다. Here, when the subject in contact with the
그리고 상기 이미지 센서(13)가 감지한 광 신호는 이미지 처리부(미도시)를 갖는 제어부(미도시)에 의해 처리됨으로써, 상기 전자기기(1)의 디스플레이부(3)에 상기 피사체의 움직임에 따른 커서의 이동 또는 입력정보의 내용이 표시되거나, 상기 전자기기에 문자 및 또는 숫자가 입력되거나 사용자가 원하는 컨텐츠 메뉴가 선택될 수 있다. The optical signal sensed by the
상기 이미지 센서(13)에 의한 광 신호의 검출 및 이미지의 제어방식은 컴퓨터의 광 마우스에서와 유사하므로 그에 대한 상세한 설명을 생략한다.The detection method of the optical signal by the
한편, 상기 피사체 접촉면(12a)에 상기 피사체(20)가 접촉되지 않은 상태에서는 상기 광원(11)에서 출사된 빛이 상기 커버부재(12)를 통과하여 외부로 방출됨으로써, 사용자가 눈부심으로 인한 눈의 피로감을 느끼거나 시력저하의 원인이 될 수 있다.On the other hand, when the
또한, 상기 커버부재(12)를 통해 태양광이나 외부조명에 의한 외부의 잡광, 예를 들면 가시광선대역의 빛이나 자외선이 상기 광 조이스틱의 내부로 유입되어 상기 이미지 센서에 도달하면 상기 광 조이스틱이 오작동되는 문제점이 있어서, 피사체의 움직임에 따른 정확한 조작 정밀도가 저하된다. In addition, when the external light by ultraviolet light or external illumination, for example, visible light band or ultraviolet light is introduced into the optical joystick through the
본 발명은 상술된 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 외부의 잡광에 의한 광 조이스틱의 오작동을 방지 또는 최소화하고 광원이 사용자에 미치는 악영향을 최소화 또는 방지할 수 있는 광 조이스틱 및 이를 갖는 휴대 전자기기를 제공하기 위한 것이다.The present invention has been made to solve the above problems, an object of the present invention is to provide a light joystick that can prevent or minimize the malfunction of the light joystick due to external light and minimize or prevent the adverse effect of the light source on the user and It is for providing a portable electronic device having.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은: 적외선을 출사하는 적외선 광원; 상기 적외선 광원에 의해 조명되며, 피사체의 접촉을 위한 피사체 접촉면이 형성된 커버부; 상기 피사체에 반사되어 전달되는 적외선을 검출하기 위한 수광부; 그리고 상기 피사체에서 반사되어 상기 수광부로 향하는 적외선의 광 경로에 구비되는 광학 부재를 포함하는 광 조이스틱을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention comprises: an infrared light source for emitting infrared light; A cover unit illuminated by the infrared light source and having a subject contact surface for contact with the subject; A light receiving unit for detecting infrared rays reflected and transmitted to the subject; And an optical member provided in an infrared light path reflected from the subject to the light receiving unit.
다른 일 형태로서 본 발명은: 디스플레이부를 갖는 전자기기 본체와; 상기 전자기기 본체에 구비된 광 조이스틱을 포함하는 휴대 전자기기를 제공한다. 상기 광 조이스틱은; 적외선을 출사하는 적외선 광원, 전자기기의 조작을 위한 피사체가 접촉되는 피사체 접촉면이 형성되며, 상기 적외선 광원에 의해 조명되는 커버부, 상기 피사체에 반사되어 전달되는 적외선을 검출하기 위한 수광부, 그리고 상기 피사체에서 반사되어 상기 수광부로 향하는 적외선의 광 경로에 구비되는 광학 부재를 포함한다. In another aspect, the present invention provides an electronic device main body having a display unit; Provided is a portable electronic device including an optical joystick provided in the electronic device main body. The optical joystick; An infrared light source for emitting infrared rays, a subject contact surface to which the subject for operation of the electronic device contacts, is formed, a cover unit illuminated by the infrared light source, a light receiving unit for detecting the infrared rays reflected and transmitted to the subject, and the subject It includes an optical member that is reflected in the optical path of the infrared light toward the light receiving portion.
여기서, 본 발명에 따른 광 조이스틱과 휴대 전자기기의 각각의 상기 커버 부는, 상기 적외선 광원에 의해 조명되는 커버 베이스와, 상기 커버 베이스의 일측에 구비되어 소정 대역의 외부 잡광을 차단하고 실질적으로 적외선 파장대역의 광을 투과시키는 적외선 패스층을 포함한다.Here, each cover portion of the optical joystick and the portable electronic device according to the present invention includes a cover base illuminated by the infrared light source and one side of the cover base to block external light of a predetermined band and substantially have an infrared wavelength. And an infrared pass layer that transmits light in the band.
상기 적외선 패스층은, 상기 커버 베이스의 내측면과 외측면 중 적어도 일측 표면에 부착되어 실질적으로 적외선 파장대역의 광만을 투과시키는 적외선 패스 필름을 포함한다.The infrared ray pass layer includes an infrared ray pass film attached to at least one surface of an inner side and an outer side of the cover base to transmit only light in an infrared wavelength band.
상기와 달리 상기 적외선 패스층은, 상기 커버 베이스의 내측면과 외측면 중 적어도 일측 표면에 코팅되어 실질적으로 적외선 파장대역의 광만을 투과시키는 적외선 패스 물질을 포함하여 이루어 질 수도 있다.Unlike the above, the infrared ray pass layer may include an infrared ray pass material coated on at least one surface of the inner side and the outer side of the cover base to transmit only light in the infrared wavelength band.
상기 적외선 광원은 상기 적외선을 출사하는 적외선 LED 모듈을 포함한다.The infrared light source includes an infrared LED module emitting the infrared light.
그리고 본 발명에 따른 광 조이스틱과 휴대 전자기기는, 상기 광학 부재를 수용하는 홀더와 상기 수광부 중 적어도 어느 하나에 구비되어 잡광을 차폐하는 잡광차폐부를 더 포함하여 구성될 수도 있다. In addition, the optical joystick and the portable electronic device according to the present invention may further include a light condensation shield provided to at least one of a holder accommodating the optical member and the light receiving portion to shield the light.
여기서 상기 잡광차폐부는 광이 투과되지 않는 차광성 재질로 이루어질 수 있다.The light blocking part may be made of a light blocking material through which light is not transmitted.
상기의 구성에 더하여, 본 발명은 상기 수광부의 일측에 구비되어 상기 수광부로 소정 파장대역의 광만을 선택적으로 투과시키는 잡광필터부를 더 포함할 수도 있다.In addition to the above configuration, the present invention may further include a light condensing filter unit provided on one side of the light receiving unit to selectively transmit only light of a predetermined wavelength band to the light receiving unit.
상기 잡광필터부는 상기 수광부의 표면에 코팅되어 850nm±100nm 파장대역의 광을 투과시킨다.The light filter part is coated on the surface of the light receiver to transmit light having a wavelength range of 850 nm ± 100 nm.
상기 광학 부재는 홀더의 내부에 수용되고; 상기 홀더는 상기 적외선 광원이 설치되는 광원 설치홈과 상기 광학 부재를 수용하는 수용홈과 잡광을 차단하기 위한 잡광유입 방지부를 포함한다.The optical member is received inside the holder; The holder includes a light source installation groove in which the infrared light source is installed, an accommodation groove for accommodating the optical member, and a light inflow prevention part for blocking the light from the light.
상기 광원 설치홈은 상기 수용홈의 외측에 형성되고; 상기 적외선 광원은, 상기 커버부의 전면에 실질적으로 수직하게 배치되어 상기 커버부의 전면과 실질적으로 나란한 방향을 향하는 광 출사면을 가지며; 상기 광 출사면은 상기 광원 설치홈의 벽면에 경사지게 형성되는 광 반사면과 마주보게 배치되고, 상기 광 반사면은 상기 적외선 광원에서 출사된 적외선을 상기 피사체 접촉면을 향하여 반사한다.The light source installation groove is formed outside the receiving groove; The infrared light source has a light exit surface disposed substantially perpendicular to the front surface of the cover portion and facing in a direction substantially parallel to the front surface of the cover portion; The light emitting surface is disposed to face the light reflecting surface which is formed to be inclined on the wall surface of the light source installation groove, the light reflecting surface reflects the infrared light emitted from the infrared light source toward the subject contact surface.
상기 수광부는 홀더에 장착되는 광 센서를 포함하며; 상기 적외선 광원은 제1회로기판에 연결되고, 상기 이미지 센서는 제2회로기판에 연결되며; 상기 홀더는 상기 제1회로기판에 형성된 제1결합홀에 삽입되는 제1결합돌기와 상기 제2회로기판에 형성된 제2결합홀에 삽입되는 제2결합돌기를 포함한다.The light receiving portion includes an optical sensor mounted to the holder; The infrared light source is connected to a first circuit board and the image sensor is connected to a second circuit board; The holder includes a first coupling protrusion inserted into a first coupling hole formed in the first circuit board and a second coupling protrusion inserted into a second coupling hole formed in the second circuit board.
상기 제1결합돌기는 상기 홀더의 측면에서 측방으로 돌출되고, 상기제2결합돌기는 상기 홀더의 배면에서 후방으로 돌출되어, 상기 제1회로기판이 상기 제2회로기판에 실질적으로 수직한 상태로 상기 홀더에 결합된다.The first coupling protrusion protrudes laterally from the side of the holder, and the second coupling protrusion protrudes rearward from the rear surface of the holder, so that the first circuit board is substantially perpendicular to the second circuit board. Is coupled to the holder.
상술한 본 발명에 따른 광 조이스틱 및 이를 갖는 전자기기는 다음과 같은 효과를 가진다.The optical joystick and the electronic device having the same according to the present invention described above have the following effects.
첫째, 본 발명에 따르면, 상기 커버부에 적외선 패스층이 구비되어 적외선 대역 이외의 외부 잡광이 광 조이스틱의 내부로 유입되는 것을 방지함으로써, 태양 광이나 외부 조명광에 의한 광 조이스틱의 오작동을 방지 또는 최소화하여 광 조이스틱의 정밀도가 향상된다.First, according to the present invention, an infrared pass layer is provided in the cover part to prevent external light outside the infrared band from flowing into the light joystick, thereby preventing or minimizing malfunction of the light joystick caused by sunlight or external illumination light. This improves the precision of the optical joystick.
둘째, 본 발명에 따른 광 조이스틱은 잡광 차폐부 및/또는 잡광필터부를 가지므로, 광 센서로 외부의 잡광이 유입되는 것을 재차 차단하여 광 조이스틱의 조작 정밀도가 더욱 향상될 수 있다.Second, since the light joystick according to the present invention has a light shielding unit and / or a light filter unit, it is possible to further block the inflow of external light to the optical sensor, thereby further improving the operation precision of the light joystick.
셋째, 본 발명에 따르면, 광원이 결합된 제1회로기판과 광 센서가 구비된 제2회로기판이 각각 별도로 돌기와 홈의 결합에 의해 홀더에 쉽게 고정될 수 있으므로, 조립성이 향상된다.Third, according to the present invention, since the first circuit board with the light source and the second circuit board with the optical sensor can be easily fixed to the holder by the combination of the projection and the groove, respectively, the assemblability is improved.
넷째, 본 발명에 따르면, 홀더의 측벽을 이루는 잡광유입 방지부가 피사체에서 반사되어 프리즘 및 집광렌즈을 통해 광 센서로 향하는 광과 잡광의 간섭을 방지하므로 광 조이스틱의 정밀도가 향상될 수 있다.Fourth, according to the present invention, since the light inflow prevention portion forming the side wall of the holder is reflected from the subject to prevent interference of light and light that is directed to the optical sensor through the prism and the condenser lens, the accuracy of the light joystick can be improved.
이하 본 발명의 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예가 첨부된 도면을 참조하여 설명된다. 본 실시예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 하기에서 생략된다. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, preferred embodiments of the present invention in which the object of the present invention can be specifically realized will be described with reference to the accompanying drawings. In describing the present embodiment, the same name and the same reference numerals are used for the same configuration and additional description thereof will be omitted below.
먼저 도 3 내지 도 7을 참조하여, 본 발명에 따른 광 조이스틱 및 이를 갖는 휴대 전자기기의 제1실시예가 설명된다.First, referring to FIGS. 3 to 7, a first embodiment of an optical joystick and a portable electronic device having the same according to the present invention will be described.
도 3 내지 도 6를 참조하면, 본 발명에 따른 광 조이스틱(100)은 광원(110)과 커버부(120)와 수광부(130) 및 광학 부재(140)를 포함한다.3 to 6, the
상기 광원(110)은 광을 출사하며, 상기 커버부(120)는 상기 광원(110)에서 출사된 빛에 의해 조명된다. 본 실시예에 있어서, 상기 광원(110)은 가시광선에 비해 눈에 피로감을 주지 않도록 적외선을 출사하는 적외선 광원이 바람직하다. 본 실시예에서 상기 적외선 광원은 적외선 LED 모듈로 구성된다.The
상기 커버부(120)는 상기 적외선 광원(110)에 의해 조명되며, 상기 커버부(120)에는 손가락 등의 피사체(미도시)의 접촉을 위한 피사체 접촉면(121)이 형성되며, 이하에서 설명되는 본 발명의 다양한 실시예들에서는 설명의 편의를 위하여 상기 피사체 접촉면(121)이 형성된 면을 상기 광 조이스틱의 전면이라 칭한다.The
상기 피사체 접촉면(121)은 상기 적외선이 투과되며, 상기 피사체 접촉면(121)에 상기 피사체가 접촉되면 상기 적외선 광원(110)에서 출사된 적외선이 상기 피사체에서 반사되어 상기 수광부(130)로 조사된다.The infrared ray is transmitted to the
상기 수광부(130)는 상기 피사체에서 반사된 적외선을 검출한다. 보다 상세하게 설명하면, 상기 수광부(130)는 상기 피사체에서 반사된 적외선을 촬상하는 광 센서(131)를 가지며, 상기 광 센서(131)는 회로기판(132)에 전기적으로 연결된다.The
상기 광 센서(131)는 상기 회로기판(132) 상에 구비되는 이미지 센서로서, 상기 피사체의 움직임에 따라 변화하는 상기 적외선을 검출하여 전기적 신호 이미지로 재구성된다. 그리고 상기 광 센서(131)에 촬상된 정보는 이미지 처리부(미도시)로 제공된 후, 피사체의 이동 방향, 속도, 이동 거리 등의 값에 따라 제어부(미도시)에 의해 디스플레이 화면상에 출력된다.The
여기서 상기 광 센서(131)의 표면에는 차광성 차폐 테이프(131a) 또는 광필 터가 부착될 수도 있다.The
상기 광학 부재(140)는 상기 피사체에서 반사되어 상기 수광부(130)로 향하는 적외선의 광 경로에 구비되는 것으로서, 적외선의 집광 및/또는 광경로의 형성을 위한 빛의 굴절/반사 기능을 한다. 상기 광학 부재(140)로는 집광을 위한 집광 렌즈(143)나 광 경로의 굴절을 위한 적어도 하나의 프리즘(141, 142) 등이 있다.The
본 실시예에서는 상기 광 조이스틱의 슬림화를 위하여, 상기 피사체에 의해 후방으로 반사된 적외선을 상기 적어도 하나의 프리즘(141, 142)이, 상기 광 조이스틱의 전면에 나란한 방향(광 조이스틱의 두께방향에 수직한 방향)으로 변환(반사)시킨 후 상기 광 센서가 위치한 후방으로 반사시켜 광 경로를 형성함으로써, 충분한 초점심도가 형성될 수 있다.In this embodiment, in order to make the optical joystick slim, the at least one
본 실시예에서는 상호 분할된 한 쌍의 상기 프리즘(141, 142)이 상기 적외선의 광 경로상에 구비되어 광 가이드의 기능을 하며, 상기 한 쌍의 프리즘들(141, 142) 사이에는 집광, 즉 포커싱을 위한 집광 렌즈(143)가 구비된다. In this embodiment, a pair of mutually divided prisms (141, 142) are provided on the optical path of the infrared rays to function as a light guide, and the pair of prisms (141, 142) is focused, that is, A
물론, 상기 광학 부재가 상기 프리즘이나 집광렌즈에 한정되는 것은 아니며, 광 경로를 형성하기 위한 도파관이나 반사경 등 다른 종류도 적용 가능하며, 프리즘과 렌즈가 일체로 형성될 수도 있고, 프리즘이 분리형이 아닌 일체형일 수도 있다.Of course, the optical member is not limited to the prism or the condenser lens, and other types such as waveguides and reflectors for forming an optical path may be applied, and the prism and the lens may be integrally formed, and the prism is not removable. It may be integral.
상기 광학 부재(140)는 홀더(150)의 내부에 수용되며, 상기 홀더(150)에는 상기 광학 부재(140)를 수용하는 수용홈(151)이 형성되어, 상기 한 쌍의 프리즘(141, 142) 및 상기 집광 렌즈(143)가 상기 홀더(150)의 전방에서 상기 수용 홈(151)에 장착된다.The
상기 광학 부재(140)는 상기 한 쌍의 프리즘들(141, 142) 사이에 제공되어 소정량의 적외선 광만을 통과시키기 위한 스톱홀더(144)를 더 포함할 수도 있다.The
그리고 상기 홀더(150)의 일측에는 상기 적외선 광원(110)의 설치를 위한 광원 설치홈(152)이 형성되어, 상기 적외선 광원(110)이 별도의 회로기판(111)에 결합된 상태로 상기 광원 설치홈(152)에 장착된다.In addition, a light
상기 커버부(120)는 상기 홀더(150)를 커버한다. 본 실시예에 있어서, 상기 커버부(120)는 캡 형상으로서, 전면에 상기 피사체 접촉면이 형성되며 배면이 개방되고, 내부에 상기 홀더(150)에 형상에 대응되는 중공이 형성된다.The
상기 커버부(120)는 상기 홀더(150)와 결합되어 상기 홀더(150)의 전방을 커버하고 측면를 둘러쌈으로써, 상기 프리즘들(141, 142) 및 상기 집광 렌즈(143)의 이탈을 방지하고, 상기 적외선 광원(110)을 보호한다. The
한편, 상기 커버부(120)는 소정 대역의 외부 잡광을 차단하고 실질적으로 적외선 파장대역의 광을 투과시킴으로써 외부광원에 의한 광 조이스틱의 오작동을 방지 또는 최소화한다.On the other hand, the
도 5를 참조하면, 상기 커버부(120)는, 상기 적외선 광원(110)에 의해 조명되는 커버 베이스(121a)와, 상기 커버 베이스(121a)의 일측에 구비되어 소정 대역의 외부 잡광을 차단하고 실질적으로 적외선 파장대역의 광을 투과시키는 적외선 패스층(121b)을 포함한다.Referring to FIG. 5, the
상기 커버 베이스(121a)와 상기 적외선 패스층(121b)은 상기 커버부(120)의 전면을 이루며, 상기 적외선 패스층(121b)은 상기 커버 베이스(121a)의 내측과 외측 중 적어도 어느 일측에 상기 커버 베이스와 분리된 구조 또는 접하는 구조로 구비될 수 있다.The
상기 적외선 패스층(121b)이 상기 커버 베이스(121a)의 내측에 구비되는 경우에는 상기 커버 베이스(121a)에 상기 피사체 접촉면(121)이 형성되고, 상기 적외선 패스층(121b)이 상기 커버 베이스(121a)의 외측면(전면)에 구비되는 경우에는 상기 적외선 패스층(121b)에 상기 피사체 접촉면(121)이 형성된다.When the
상기 적외선 패스층(121b)은 상기 커버 베이스(121a)의 내측면과 외측면 중 적어도 일측 표면에 부착되어 실질적으로 적외선 파장대역의 광만을 투과시키는 적외선 패스 필름을 포함한다.The
상기와 달리, 상기 적외선 패스층(121b)은, 상기 커버 베이스(121a)의 내측면과 외측면 중 적어도 일측 표면에 코팅되어 실질적으로 적외선 파장대역의 광만을 투과시키는 적외선 패스 물질을 포함하여 이루어 질 수도 있다.Unlike the above, the
본 실시예는, 상기 커버 베이스(121a)의 외측면에 상기 적외선 패스 물질로 된 도료가 도포되어 코팅된 코팅층을 갖는 상기 적외선 패스층(121b)을 개시한다.This embodiment discloses the
물론, 상기 커버부(120)가 적외선 대역만을 투과시키는 광학 플라스틱 재질로 사출형성될 수 있으나, 이러한 경우 커버부의 성형을 위한 재료비가 상승하고 제품 불량시 비용 손실이 크게 발생하는 등의 문제점이 있다. Of course, the
한편, 상기 커버부(120)의 외부표면에는 스크레치(Scratch)를 방지하기 위한 코팅재(미도시)가 도포되는 것이 바람직하다. 상기 코팅재로는 UV수지 등 다양 한 코팅재가 적용 가능하다.On the other hand, it is preferable that a coating material (not shown) is applied to the outer surface of the
물론, 상기 커버부(120)의 전면 중에서 상기 피사체 접촉면이 형성되는 부위에만 적외선 패스층(121b)이 구비되고, 나머지 부분은 빛이 완전히 차단될 수도 있다.Of course, the
도 6을 참조하면, 상기 홀더(150)는 내부에 상기 대략 사각형의 몸체의 내부에 전면이 개방된 상기 수용홈(151)이 형성된 형상이나, 설계조건에 따라 상기 홀더(150)가 원형이나 사각형 이외의 다른 다각형 등 다양한 형상을 가질 수도 있다. 그리고 상기 홀더(150)와 결합되는 상기 커버부(120)의 형상 역시 원형 다각형 등 다양한 형상을 가질 수 있다. Referring to FIG. 6, the
상기 홀더(150)에는 전술한 바와 같이 상기 프리즘들(141, 142) 및 상기 집광렌즈(143)가 장착된다. 이하에서는 상기 프리즘들 중 상류의 프리즘을 제1프리즘(141)이라 칭하고 하류의 프리즘을 제2프리즘(142)이라 칭한다.As described above, the
그리고, 상기 수용홈(151)의 전방 중 소정 부분, 보다 상세하게는 상기 피사체에서 반사된 적외선이 입사되는 부분을 제외한 나머지 부분은 차광성 차폐 테이프(160)에 의해 차폐됨으로써, 상기 홀더(150)의 전방에서 상기 수용홈(151)의 내부로 잡광의 유입을 차단한다.In addition, a predetermined portion of the front of the
상기 홀더(150)에는 상기 광원(110)과 상기 광 센서(131)가 구비되며, 설명의 편의를 위하여 상기 광원(110)에 연결되는 회로기판을 제1회로기판(111)이라 칭하고, 상기 광 센서(131)가 연결되는 회로기판을 제2회로기판(132)이라 칭한다.The
상기 제1회로기판(111)과 상기 제2회로기판(132)은 상기 홀더(150)에 결합 된다. 이를 위하여, 본 실시예에서 상기 제1회로기판(111)에는 적어도 하나의 제1결합홀(111a)이 형성되고 상기 제2회로기판(132)에는 적어도 하나의 제2결합홀(132a)이 형성된다.The
그리고 상기 홀더(150)에는 상기 적어도 하나의 제1결합홀(111a)에 삽입되는 적어도 하나의 제1결합돌기(153)와 상기 적어도 하나의 제2결합홀(132a)에 삽입되는 적어도 하나의 제2결합돌기(미도시)가 형성된다.The
본 실시예에서 있어서 상기 광원(110)이 결합된 상기 제1회로기판(111)은 상기 홀더(150)의 측면에 결합되고, 상기 제2회로기판(132)은 상기 홀더(150)의 후방에 결합된다.In the present embodiment, the
보다 상세하게는 상기 제1결합돌기(153)는 상기 홀더(150)의 측면에서 측방으로 돌출되고, 상기 제2결합돌기는 상기 홀더(150)의 배면에서 후방으로 돌출된다.In more detail, the
여기서 상기 제1결합돌기(153)는 상기 광원 설치홈(151)의 벽면 또는 그에 인접된 위치에 구비되고, 상기 광 센서(131)는 상기 제2회로기판(132)의 전방에 구비되며, 상기 제1회로기판(111)과 상기 제2회로기판(132)은 실질적으로 수직한 상태로 상기 홀더(150)에 결합된다. Here, the
그러나 설계조건에 따라 상기 제1회로기판(111)과 제2회로기판(332)이 서로 나란하게 배치될 수도 있고 직각이 아닌 다른 각도로 배치될 수도 있다.However, depending on the design conditions, the
그리고 상기 제1회로기판(111)과 상기 제2회로기판(132)은 연성회로기판(133)에 의해 상호 연결되며, 상기 제2회로기판(132)은 후술하는 휴대 전자기기 의 메인 회로기판(미도시)과 연결된다.The
상술한 구성을 가지는 본 발명에 따른 광 조이스틱에 의하면, 상기 적외선 광원(110)에서 출사된 적외선은 상기 커버 베이스(121a)와 상기 적외선 패스층(121b)을 투과하여 상기 피사체에 부딪혀 반사된 후 상기 커버부(120)의 내부로 입사된다.According to the optical joystick according to the present invention having the above-described configuration, the infrared light emitted from the infrared
반면, 태양광이나 외부 조명광에서 출사되는 소정 파장대역의 광, 예를 들면 자외선이나 가시광선은 상기 커버부(120)의 적외선 패스층(121b)에 의해 차단되므로, 외부의 잡광이 상기 광 센서(131)에 도달하는 것이 방지 또는 최소화되어 피사체의 움직임에 따른 조작 정밀도가 향상될 수 있다.On the other hand, since light of a predetermined wavelength band, for example, ultraviolet rays or visible rays, emitted from sunlight or external illumination light is blocked by the infrared
그리고 상기 커버부(120)의 내부로 반사된 적외선은 상기 한 쌍의 프리즘 중 제1프리즘(141)의 입사면으로 입사된 후 상기 집광 렌즈(143)를 거쳐 상기 제2프리즘(142)의 출사면을 통해 출사되어 상기 광 센서(131)에 도달하고, 상기 광 센서(131)에 의해 검출된 적외선 정보에 따라 후술하는 휴대 전자기기가 조작된다.The infrared rays reflected into the
도 7에는, 본 발명에 따른 광 조이스틱을 가지는 휴대 전자기기의 일 실시예로서 PDA가 도시되어 있다.7 shows a PDA as an embodiment of a portable electronic device having an optical joystick according to the present invention.
상기 휴대 전자기기(50)는 디스플레이부(51)를 갖는 전자기기 본체(52)와 상기 광 조이스틱(100)를 포함한다. 상기 광 조이스틱(100)는 상기 전자기기 본체(52)에 일체로 구비되며, 상기 전자기기 본체(52)의 내부에는 메인 회로기판(미도시)과 각종 전장부품이 구비된다.The portable
이에 따라, 사용자가 상기 광 조이스틱(100)의 피사체 접촉면(121)에 접촉 된 손가락을 움직이면 손가락의 움직임에 따라 상기 디스플레이부(51)의 화면에 포인터 또는 커서가 움직이게 되고, 문자나 숫자 또는 메뉴의 선택 등과 같이 사용자가 원하는 작업이 수행될 수 있다.Accordingly, when the user moves a finger in contact with the
본 실시예는 상기 휴대 전자기기로서 PDA를 개시하나 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명에 따른 휴대 전자기기는 휴대폰이나 네비게이션, 리모콘 등과 같은 다양한 다른 전자기기도 포함한다.The present embodiment discloses a PDA as the portable electronic device, but is not limited thereto. The portable electronic device according to the present invention includes various other electronic devices such as a mobile phone, a navigation device, a remote controller, and the like.
다음으로, 도 8 및 도 9을 참조하여 본 발명에 따른 광 조이스틱의 제2실시예를 설명한다. Next, a second embodiment of the optical joystick according to the present invention will be described with reference to FIGS. 8 and 9.
도 8 및 도 9를 참조하면, 본 발명에 따른 광 조이스틱의 제2실시예(200)는 광원(210)과 커버부(220)와 홀더(250)의 내부에 수용되는 광학 부재(240)와 광 검출을 위한 수광부(230)를 포함한다.8 and 9, the
상기 홀더(250)는, 상기 광학 부재(240)를 수용하는 수용홈(251)과 상기 광원(210)이 설치되는 광원 설치홈(미도시)을 포함하며, 상기 커버부(220)와 결합되어 상기 커버부(220)에 의해 밀폐된다. The
본 실시예에서 상기 수용홈(251)은 상기 홀더(250)의 중앙부에 형성되고, 상기 광원 설치홈은 상기 홀더(250)의 테두리부에 형성되나 설계조건에 따라 다른 위치에 형성될 수도 있다.In this embodiment, the receiving
상기 광학 부재(240)는 결상을 위한 집광 렌즈(243)와 광 경로의 변환을 위하여 광을 반사 및/또는 굴절시키는 적어도 하나의 프리즘(241, 242)을 포함한다. 본 실시예에서 상기 광학 부재(240)는 한 쌍의 프리즘(241, 242)을 포함하며, 상기 집광 렌즈(243)는 상기 한 쌍의 프리즘(241, 242) 사이에 제공되어 상기 수광부(230)로 향하는 적외선을 포커싱한다.The
본 실시예에 있어서 상기 한 쌍의 프리즘(241, 242) 및 상기 집광렌즈(243)는 상호 일체로 구비된다.In the present embodiment, the pair of
상기의 구성에 더하여, 본 실시예에 따른 광 조이스틱(200)는 외부의 잡광, 예를 들면 태양광이나 외부 조명광에 의한 잡광 및/또는 상기 피사체에서 반사된 광 중 난반사나 확산 등에 의해 소정의 광경로를 이탈한 광 등의 잡광을 차폐하기 위한 잡광차폐부(261, 262, 263)를 더 포함한다. In addition to the above configuration, the
본 실시예는 상기 홀더(250)와 상기 수광부(230) 중 적어도 어느 하나에 제공되는 잡광차폐부(261, 262)를 제공하며, 상기 커버부(220)에도 별도의 잡광차폐부(263)가 제공될 수도 있다. According to the present embodiment, the light dividing shields 261 and 262 provided on at least one of the
상기 잡광차폐부(261, 262, 263)는 소정대역을 광만을 통과시키는 밴드패스필터타입으로 이루어질 수도 있으며, 본 실시예에서는 광이 투과되지 않는 차광성 재질의 접착식 테이프로 이루어진다.The
상기 커버부(220)는 바닥이 개방된 원형의 캡 형상으로서, 상기 홀더(250)를 둘러싸는 림(221)과 상기 림의 전면을 이루는 평평한 전면 플레이트(222)를 포함하며, 상기 광학 부재(140)와 상기 광원이 장착된 홀더(250)는 상기 커버부(220)의 내부에 삽입되어 결합된다. The
여기서, 상기 커버부(220)의 전면 플레이트(222)는 빛이 투과되는 투과부(222a)와 빛이 투과되지 않는 비투과부(222b)로 구획될 수도 있다. Here, the
예를 들면, 상기 투과부(222a)는 투광성 도료가 도포되어 코팅되어 피사체 접촉면을 형성하고, 상기 비투과부(222b)는 차광성 도료가 도포되어 코팅될 수도 있다. For example, the
상기와 달리, 상기 커버부(220)를 재질이 다른 플라스틱으로 이중으로 사출성형함으로써, 상기 커버부의 전면 플레이트(222)가 상기 투과부(222a)와 상기 비투과부(222b)로 구획될 수도 있다.Unlike the above, the
상기 커버부(220), 특히 상기 커버부의 전면 플레이트(222)가 전술한 제1실시예에서와 같이 커버 베이스와 적외선 패스층을 포함할 수도 있다. 그리고 상기 전면 플레이트(222)가 전술한 바와 같이 투과부와 비투과부로 구획되는 경우, 상기 적외선 패스층은 상기 투과부(222a)의 내측 및/또는 외측에만 제공될 수도 있다.The
상기 광원(210)은 적외선 LED와 같은 적외선 광원으로 이루어질 수 있다. 상기 적외선 LED는 가시광선을 방사하는 고휘도의 광원에 비해 사용자의 눈이 장시간 광원의 빛에 노출되더라도 눈에 피로감을 주지 않는다. The
상기 커버부(220)에 제공되는 잡광차폐부(263)를 제1잡광차폐부라 칭할 때, 상기 제1잡광차폐부(263)는 상기 커버부(220)의 내측에 제공되어 상기 전면 플레이트(222)의 전체면 중 소정부분을 가리며, 상기 홀더(250)에 제공되는 잡광차폐부(261)를 제2잡광차폐부라 칭할 때 상기 제2잡광차폐부(261)는 상기 홀더(250)의 전면에 제공되어 상기 광학 부재(240)의 전방에서 유입되는 잡광을 차단한다. When the
한편, 상기 수광부(230)는 본 발명의 제1실시예에서와 같이 광 센서(231)를 포함하며, 상기 수광부(230)에 제공되는 잡광차폐부(262)를 제3잡광차폐부라 칭할 때, 상기 제3잡광차폐부(262)는 광 센서(231)의 전체면 중 소정부분을 가린다. 그리고 상기 광 센서(231)는 회로기판(232)의 전면에 구비된다.On the other hand, the
보다 상세하게는, 상기 제1잡광차폐부(263)는 상기 전면 플레이트(222) 중에서 상기 피사체 접촉면을 제외한 나머지 부분을 가려서 상기 비투과부(222b)를 형성하고, 상기 제2잡광차폐부(261)는 상기 피사체에서 반사되어 상기 광 센서(231)로 향하는 적외선의 광경로에 간섭되지 않도록, 상기 수용홈(251)의 전방에 구비되어 상기 광학 부재(240)의 전방 일부를 가린다.More specifically, the first
그리고 상기 제3잡광차폐부(262)는 상기 광 센서(231)의 소정부분, 특히 적외선이 결상되는 초점부분을 제외한 나머지를 가림으로써, 적외선이 상기 광 센서(231)에 전달되는 과정에서 광 센서(231)의 한 부분에 정확한 촬상이 이루어지도록 한다. In addition, the third
본 실시예에 따른 광 조이스틱(200)의 광 경로 및 동작 원리 및 각 구성의 기본의 기능과 기타 설명되지 않은 다른 구성들은 전술한 제1실시예가 동일하게 적용될 수 있으므로, 그에 대한 반복적인 설명을 생략한다.The optical path and operation principle of the
다음으로, 도 10 및 도 11을 참조하여 본 발명에 따른 광 조이스틱의 제3실시예를 설명한다.Next, a third embodiment of the optical joystick according to the present invention will be described with reference to FIGS. 10 and 11.
본 실시예에 따른 광 조이스틱(100a)는, 광원(110)과 커버부(120)와 홀더(150)의 내부에 수용되는 광학 부재(140)와 광 검출을 위한 수광부(130)를 포함한다.The
상기의 구성에 더하여, 본 발명에 따른 광 조이스틱(100a)는 상기 수광 부(130)의 일측에 구비되어 상기 수광부(130)로 소정 파장대역의 광만을 선택적으로 투과시키는 잡광필터부(134)를 더 포함할 수도 있다.In addition to the above configuration, the
상기 잡광필터부(134)는 상기 수광부(130)의 표면에 코팅되어 850nm±100nm 파장대역의 적외선 광을 투과시킨다. The
보다 상세하게 설명하면, 상기 수광부(130)는 광 센서(131)를 포함하며, 상기 잡광필터부(134)는 상기 광 센서(131)에 실질적으로 적외선 파장대역의 광만이 도달하도록 잡광을 필터링함으로써, 잡광에 의한 광 조이스틱의 오작동을 방지 또는 최소화하고 동작 정밀도를 향상시킨다.In more detail, the
본 실시예에서 상기 잡광필터부(134)는 밴드패스 필터로 되나, 이에 한정되는 것은 아니며 기타 다른 타입도 상기 잡광필터부(134)로 적용 가능하다.In the present embodiment, the
한편 상기 커버부(120)의 구성은 전술한 제1실시예가 동일하게 적용될 수 있다. 그리고 상술한 구성을 제외한 광 조이스틱의 나머지 구성 및 그 동작원리들도 전술한 실시예들이 적용 가능하며, 동일 구성에 대해서는 동일 부호를 사용하며 그에 대한 부가적인 설명은 생략한다. 다만 상기 커버부(120) 및 상기 홀더(150) 등의 외관 형상은 디자인 조건에 따라 변경될 수 있다. On the other hand, the configuration of the
도 12 내지 도 14에는 본 발명에 따른 광 조이스틱의 제4실시예가 도시되어 있다.12 to 14 show a fourth embodiment of the optical joystick according to the present invention.
도 12 내지 도 14를 참조하면, 본 실시예에 따른 광 조이스틱(300)는, 광원(310)과 피사체가 접촉되는 커버부(320)와 홀더(350)의 내부에 수용되는 광학 부재(340)와 광 검출을 위한 광 센서(331)를 갖는 수광부(330)를 포함한다.12 to 14, the optical joystick 300 according to the present exemplary embodiment includes an
상기 광원(310) 및 상기 수광부(330)는 전술한 실시예들에서와 동일한 구성이 적용될 수 있으며 그 기능도 동일하므로 그에 대한 부가적인 설명은 생략된다.The
상기 커버부(320)는 휴대용 전자기기의 조작을 위한 손가락 등의 피사체가 접촉되는 부분으로서 상기 홀더(350)와 결합되며, 상기 홀더(350)는 합성수지 재질로 사출 성형되나 그 제조방법이 이에 한정되는 것은 아니다. The
상기 광원(310)은 전술한 실시예에서와 같이 적외선을 출사하는 적외선 광원(310), 특히 적외선 LED일 수 있으나 그에 한정되는 것은 아니며, 상기 홀더(350)에 결합되는 제1회로기판(311)에 구비되어 상기 제1회로기판(311)과 전기적으로 연결된다. The
그리고 상기 광 센서(331)는 상기 홀더(150)에 결합되는 제2회로기판(332)에 연결되며, 본 실시예에서 상기 광 센서(131)는 상기 제2회로기판(332) 상에 장착된다. The
따라서 본 실시예에 있어서 상기 광원(310)과 상기 광 센서(331)는 상호 분할된 상기 제1회로기판(311)과 상기 제2회로기판(332)에 각각 구비되며, 상기 제1회로기판(311)과 상기 제2회로기판(332)은 연결부(333)에 의해 상호 연결된다. Therefore, in the present embodiment, the
상기 연결부(333)는 상기 제1회로기판(311)과 제2회로기판(332)의 설치 위치를 자유롭게 할 수 있도록 연성회로기판이 바람직하다.The
상기 제1회로기판(311)과 상기 제2회로기판(332)을 상기 홀더(350)에 장착하기 위하여, 상기 홀더(350)는 적어도 하나의 제1결합돌기(353)와 적어도 하나의 제2결합돌기(354)를 포함한다. In order to mount the
본 실시예에 있어서 상기 홀더(150)는 상기 제1결합돌기(353)와 한 쌍의 상기 제2결합돌기(354)들를 포함하며, 상기 제1결합돌기(353)는 상기 제1회로기판(311)을 상기 홀더(350)에 고정하고, 상기 제2결합돌기들(354)은 상기 제2회로기판(332)을 상기 홀더(350)에 고정한다. In the present exemplary embodiment, the
보다 상세하게는, 상기 제1회로기판(311)에는 상기 제1결합돌기(353)가 삽입되는 제1결합홀(311a)이 형성되고, 상기 제2회로기판(332)에는 상기 제2결합돌기(354)가 삽입되는 제2결합홀(332a)이 형성된다. 그리고 상기 제1결합돌기(353)는 상기 광원이 설치되는 상기 홀더(350)의 광원 설치홈(352)에 인접하여 형성된다. In more detail, a
본 실시예에 있어서, 상기 광원 설치홈(352)은 상기 홀더(150)의 측면에 형성되며, 상기 제1결합돌기(353)는 상기 홀더(150)의 측면, 보다 상세하게는 상기 광원 설치홈(352)의 벽면에서 측방으로 돌출되게 구비된다.In this embodiment, the light
그리고, 상기 제2결합돌기(354)는 상기 제2회로기판(332)이 결합되는 상기 홀더(350)의 배면에 후방으로 돌출되게 구비된다.In addition, the
이에 따라, 상기 광원(310)과 상기 광 센서(331)가 각각 상기 제1회로기판(311)과 상기 제2회로기판(332)에 결합된 상태에서, 상기 제1결합돌기(353)를 상기 제1회로기판(311)의 제1결합홀(311a)에 끼우고, 상기 제2결합돌기(354)를 상기 제2회로기판(332)의 제2결합홀(332a)에 끼우면, 상기 제1회로기판(311)과 상기 제2회로기판(332)이 상기 홀더(350)의 측면과 배면에 각각 고정된다.Accordingly, the
상기 광원 설치홈(352)의 위치, 깊이나 폭 등은 상기 광원(310)의 설치위치나 광 조사방향 및 광원의 크기 등과 같은 설계조건에 따라 변경될 수 있다.The position, depth or width of the light
본 실시예에 있어서, 상기 제2결합돌기(354)는 상기 홀더(350)의 배면 테두리에 구비되나 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 제1회로기판(311)은 상기 제2회로기판(332)에 실질적으로 수직하게 상기 홀더(350)에 결합되게 된다.In the present embodiment, the
상기 제1결합돌기(353) 및/또는 상기 제2결합돌기(354)는 원형단면이나 다각형 단면 등 다양한 형상을 가질 수 있으며, 후크타입으로 이루어질 수도 있다.The
그리고 프리즘이나 도파관 및/또는 렌즈 등의 상기 광학 부재가 상기 홀더(350)의 내부에 수용되며, 상기 홀더(350)의 전면에는 차폐 테이프(360)가 구비되어 상기 홀더(350) 내부로 잡광이 유입되는 것을 방지 또는 최소화하게 된다.In addition, the optical member such as a prism, a waveguide, and / or a lens is accommodated in the
보다 상세하게 설명하면, 상기 홀더(350)에는 상기 광학 부재(340)의 수용을 위한 수용홈(351)이 형성되며, 상기 수용홈(351)의 일측에 상기 광원 설치홈(352)이 구비된다.In more detail, the
여기서, 상기 수용홈(351)에는 일체형 또는 분리형으로 된 적어도 하나의 프리즘과 결상을 위한 적어도 하나의 렌즈가 구비된다.Here, the
본 실시예에 있어서, 상기 홀더의 수용홈(351)에는 상기 피사체에 의해 반사된 광을 굴절시키거나 반사함으로써 광 경로를 형성하는 한 쌍의 프리즘(341, 342)과 집광렌즈(343)가 구비된다.In the present embodiment, the
상기 한 쌍의 프리즘(341, 342)은 일체형 또는 분리형으로 이루어질 수 있으며, 상기 집광렌즈(343)는 상기 한 쌍의 프리즘(341, 342) 사이에 구비되는데, 상기 한 쌍의 프리즘(341, 342)은 상기 집광렌즈(343)와 일체형 또는 분리형으로 구비될 수 있다.The pair of
상기 집광렌즈(343)의 배율은 0.5 내지 2.5로 설정되나 설계 조건에 따라 변경될 수 있으며, 본 발명에 따른 광 조이스틱은 상기 광 센서(331)로 향하는 광에서 외곽의 잡광을 차단하는 스톱홀더(344)를 더 포함할 수도 있다.The magnification of the
상기 스톱홀더(344)는 상기 한 쌍의 프리즘(341, 342) 사이에 구비되며, 보다 상세하게는 상기 집광렌즈(343)의 일측에 구비될 수 있으나 그 위치에 이에 한정되는 것은 아니다. 설명의 편의를 위하여 상기 한 쌍의 프리즘 중에서 상류의 프리즘을 제1프리즘(341)이라 칭하고 하류의 프리즘을 제2프리즘(342)이라 칭한다.The
상기 스톱홀더(344)는 광 통로를 위한 개구홀(344a)을 가지며, 상기 광 센서(331)로 향하는 광의 중심부는 상기 개구홀(344a)을 통과하고 외곽의 나머지는 상기 스톱홀더(344)의 벽에 의해 차단된다. 상기 스톱홀더(344)는 다양한 방식으로 제조될 수 있으며 그 예로는 불투명한 합성수지재로 사출 성형될 수 있다.The
한편, 상기 홀더(350)는 잡광을 차단하기 위한 잡광유입 방지부(355)를 포함한다. 본 실시예에 있어서 상기 잡광유입 방지부(355)는 상기 홀더(350)의 측벽, 특히 상기 수용홈(351)의 일측벽을 형성한다.On the other hand, the
보다 상세하게 설명하면, 상기 잡광유입 방지부(355)는, 상기 광원 설치홈(352)의 일측벽을 이루도록 경사지게 형성되며, 상기 적외선 광원(310)에서 출사된 적외선을 상기 피사체 접촉면을 향하여 반사하는 광 반사면(355a)을 포함한다. In more detail, the light
상기 광 반사면(355a)이 형성된 상기 광원 설치홈(352)의 일측벽은 상기 수용홈(351)의 측벽을 형성함으로써, 상기 광원 설치홈(352)과 상기 수용홈(351) 사이를 차단한다. One side wall of the light
이에 따라, 상기 잡광유입 방지부(355)는 난반사 및/또는 확산에 의해 광 경로를 벗어나 상기 프리즘이나 집광렌즈로 유입되는 잡광을 차단한다. Accordingly, the light
한편, 상기 적외선 LED 등과 같은 광원(310)은 상기 광 조이스틱의 전면, 즉 상기 피사체 접촉면이 구비된 상기 커버부(320)의 전면 플레이트에 수직하게 배치된다. On the other hand, the
보다 상세하게 설명하면, 상기 광원(310)은 상기 수용홈(351)의 외측에 구비되는 상기 광원 설치홈(352)에 장착된다. 그리고 상기 광원(310)은 상기 커버부(320)의 전면, 즉 상기 전면 플레이트에 실질적으로 수직하게 배치된다.In more detail, the
여기서, 상기 광원(310)은 상기 커버부(320)의 전면과 실질적으로 나란한 방향을 향하는 광 출사면을 가진다. 따라서 상기 광원(310)의 광 출사면이 상기 커버부의 전면과 실질적으로 수직하게 배치된다.Here, the
상기 광원(310)은 상기 광원 설치홈(352)의 벽면에 경사지게 형성되는 상기 광 반사면(355a)과 마주보며, 상기 광 반사면(355a)을 향해 적외선을 출사한다.The
다시 말해서, 상기 피사체 접촉면에 수직한 상기 광원(310)의 광 출사면이 상기 광 반사면(355a)과 마주보도록 상기 커버부(320)의 전면 플레이트에 실질적으로 수직하게 배치된다. 그리고, 상기 광 반사면(355a)은 상기 커버부(320)의 전면 플레이트에 대하여 경사지게 형성되어, 상기 광원(310)에서 출사된 적외선을 상기 피사체 접촉면을 향하여 반사한다.In other words, the light exit surface of the
한편 상기 커버부(320)의 구성은 전술한 제1실시예가 동일하게 적용될 수 있다. 상술한 구성을 제외한 상기 광 조이스틱의 나머지 구성 및 그 동작원리는 전 술한 실시예들이 적용 가능하며, 동일 구성에 대해서는 동일 부호를 사용하며 그에 대한 부가적인 설명은 생략한다. On the other hand, the configuration of the
상술한 구성을 가지는 본 실시예에 따른 광 조이스틱을 갖는 전자기기에서 상기 광 조이스틱에 의한 광 경로를 설명하면 다음과 같다.Referring to the optical path by the optical joystick in the electronic device having the optical joystick according to the present embodiment having the above-described configuration is as follows.
먼저, 사용자가 상기 광 조이스틱을 사용하기 위해 전자기기의 프로그램 모드를 선택하고, 손가락 등의 피사체를 상기 커버부의 피사체 접촉면에 접촉시키게 되면 상기 광원(310)에서 출사된 광이 상기 피사체에 부딪혀 반사된 후 상기 제1프리즘(341)으로 입사된다. First, when a user selects a program mode of an electronic device to use the optical joystick, and makes a subject such as a finger touch the subject contact surface of the cover part, the light emitted from the
여기서, 상기 광원(310)에서 출사된 광은 상기 잡광유입 방지부의 광 반사면(355a)에 부딪혀 반사된 후 상기 피사체 접촉면으로 조사되며, 상기 잡광유입 방지부(355)는 상기 홀더(350)의 측면에서 상기 프리즘(341, 342)이나 집광렌즈(343)로 잡광이 유입되는 것을 방지하여, 측면에서 유입되는 잡광에 의해 상기 피사체에서 반사된 광이 간섭되는 것을 방지한다.Here, the light emitted from the
그리고 상기 제1프리즘(341)으로 입사된 광은 상기 제1프리즘(341)에 의해 90˚의 각도로 광 경로가 변환되어 상기 집광렌즈(343)와 상기 스톱홀더(344)를 통과하게 된다.The light incident on the
다음으로 상기 제2프리즘(342)으로 입사된 광은 상기 제2프리즘(342)에 의해 90˚의 각도로 광 경로가 변환된 후 상기 광 센서(331)에 의해 촬상된다. Next, the light incident on the
상기 광 센서에 촬상된 광 정보에 따라, 전자기기에 구비된 제어부(미도시)는 전자기기의 디스플레이 화면상에 커서나 포인터와 같은 소정의 영상을 출력하게 된다. According to the optical information captured by the optical sensor, the controller (not shown) included in the electronic device outputs a predetermined image such as a cursor or a pointer on the display screen of the electronic device.
앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지와 범주에서 벗어남 없이 다른 특정 형태로 구체화 될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. In addition to the embodiments described above, the fact that the present invention can be embodied in other specific forms without departing from the spirit and scope will be apparent to those skilled in the art.
그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술된 상세한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.Therefore, the above-described embodiments should be regarded as illustrative rather than restrictive, and thus, the present invention is not limited to the above detailed description, but may vary within the scope of the appended claims and their equivalents.
도 1은 일반적인 광 조이스틱이 구비된 휴대 전자기기를 나타낸 사시도;1 is a perspective view showing a portable electronic device equipped with a general optical joystick;
도 2는 일반적인 광 조이스틱의 내부 구조를 나타낸 단면도;2 is a cross-sectional view showing the internal structure of a general optical joystick;
도 3은 본 발명에 따른 광 조이스틱의 제1실시예를 나타낸 단면도;3 is a sectional view showing a first embodiment of an optical joystick according to the present invention;
도 4는 커버부가 제거된 본 발명에 따른 광 조이스틱의 제1실시예를 나타낸 사시도; 4 is a perspective view showing a first embodiment of the optical joystick according to the present invention with the cover part removed;
도 5는 도 3의 "A" 부를 확대하여 나타낸 단면도;FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view of part “A” of FIG. 3;
도 6은 커버부가 제거된 본 발명에 따른 광 조이스틱의 제5실시예를 나타낸 분해 사시도;6 is an exploded perspective view showing a fifth embodiment of the optical joystick according to the present invention with the cover part removed;
도 7은 본 발명에 따른 광 조이스틱을 가지는 휴대 전자기기의 일 실시예를 나타낸 사시도;7 is a perspective view showing an embodiment of a portable electronic device having an optical joystick according to the present invention;
도 8은 본 발명에 따른 광 조이스틱의 제2실시예를 나타낸 분해 사시도;8 is an exploded perspective view showing a second embodiment of the optical joystick according to the present invention;
도 9은 도 8에 도시된 광 조이스틱의 단면도;9 is a sectional view of the optical joystick shown in FIG. 8;
도 10은 본 발명에 따른 광 조이스틱의 제3실시예를 나타낸 단면도;10 is a sectional view showing a third embodiment of an optical joystick according to the present invention;
도 11은 커버부가 제거된 본 발명에 따른 광 조이스틱의 제3실시예를 나타낸 분해 사시도;11 is an exploded perspective view showing a third embodiment of the optical joystick according to the present invention with the cover part removed;
도 12는 본 발명에 따른 광 조이스틱의 제4실시예를 나타낸 단면도;12 is a sectional view showing a fourth embodiment of an optical joystick according to the present invention;
도 13은 커버부가 제거된 본 발명에 따른 광 조이스틱의 제4실시예를 나타낸 사시도; 그리고Fig. 13 is a perspective view showing a fourth embodiment of the optical joystick according to the present invention with the cover part removed; And
도 14는 커버부가 제거된 본 발명에 따른 광 조이스틱의 제4실시예를 나타낸 분해 사시도이다.14 is an exploded perspective view showing a fourth embodiment of the optical joystick according to the present invention with the cover part removed.
* 도면의 주요부호에 대한 설명 *Explanation of the main symbols in the drawings
100: 광 조이스틱 110: 광원100: light joystick 110: light source
120: 커버부 121: 피사체 접촉면120: cover portion 121: subject contact surface
121a: 커버 베이스 121b: 적외선 패스층121a: cover
130: 수광부 140: 광학부재130: light receiving unit 140: optical member
150: 홀더150: holder
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